VIR 5 2018 rev 0vir.uan.ua/archives/2018/5-2018.pdf · 2019. 3. 18. · ВИНАХІДНИК І РАЦІОНАЛІЗАТОР № 5 2018 3 НОВИНИ НАУКИ І ТЕХНІКИ

Науково–популярний, науковий журнал

«Винахідник і раціоналізатор»№5– 2018 p.

Засновник журналу: ВГО Українська Академія Наук

Зареєстровано:Державним комітетом

інформаційної політики, телебачення та радіомовлення

України. Свідоцтво Серія КВ №4278 від 31.07.1997 р.

Голова редакційної ради: Оніпко О.Ф., заслужений

винахідник України, доктор технічних наук

Головний редактор:Китаєв М.М.

Коректор:Кодря В.В.

Редакційна рада:Аль-Ріфаї Н.М.; Березанський В.І.;

Демчишин А.В., д.т.н.; Конеченков А.Є.; д.т.н.;

Коробко Б.П., к.т.н.; Мікульонок І.О., д.т.н.;

Перегінець І.І.; Савенко В.І., к.т.н; Скопенко А.Ю.; Федоренко В.Г.,

д.е.н.; Черевко О.І., д.е.н.; Якименко Ю.І., д.т.н.

Директор:Оніпко А.О.

Видається за інформаційної підтримки Державної служби

інтелектуальної власності, ДП «Український інститут

інтелектуальної власності»Адреса редакції:

03142, м.Київ, вул. Семашка, 13Тел.: +38 (044) 424–51–81

[email protected]

Друкарня: ТОВ «ДКС–Центр»

Тел.: +38 (044) 467–65–28

№ 5 (124) 2018 р.

ЗМІСТ

Найгучніші наукові відкриття .................................................. 2

Федосєєв В.Безшатунний двотактний дизель ..................................... 4

Метт Лійд, УельсВертикальні ферми ........................................................ 5

Булгаков В., Ібатуллін І., Ноздровицьки Л., Стехно О., Байталоха А., Журбенко О., Муштин Д., Люборець Б.

Вібраційний очисник головок коренеплодів ...................... 7

Остапченко Л., Берегова Т., Фалалєєва Т., Цирюк О., Чижанська Н.Спосіб підвищення резистентності та життєздатності молодняку свиней ................................ 10

Мадатов А., Ткаченко М.Пристрій та спосіб для утилізації відпрацьованих хімічних джерел струму ................................................... 13

Білозірова Л.Унікальні властивості коноплі .......................................... 18

Могир В.Чат-боти і їх застосування ............................................... 22

Соколенко А., Поддубный В., Максименко И.Перспективы использования энергоимпульсных технологий в пищевой промышленности .......................... 24

Шафаренко Ю.Реалізації державної політики у відновлюваній енергетиці ............................................. 27

Грант на винахідницьку розробку ........................................... 32

2

НОВИНИ НАУКИ І ТЕ ХНІКИ

ВИНА ХІДНИК І РАЦІОНА ЛІЗАТОР № 5 2018

Найгучніші наукові відкриття

Співробітники Патентного відомства США ще у 1899 році заявляли, що «все, що можна було винайти, вже винайдено», і вони помилялися. Тоді і гадки не було наскільки сильно зміниться життя в XXI столітті. І навіть порівняно невеликий відрізок часу в минулий рік і кілька місяців 2018 го показав: швидкість думки науково-технічного прогресу колосальна. Такими темпами, дивись, дуже скоро – буквально через пару років – в небі замість феєрверків ми будемо милуватися штучними метеоритними дощами, а за ліками не будемо ходити в аптеку, а друкувати їх у себе вдома на 3D-принтері.

Перемога над невиліковними хворобами

Кілька років тому вчені Роні Новарскі і Моше Котлер з Єрусалимського універ-

ситету запропонували спосіб лікування раку за допомогою… ВІЛ. Ідея полягає в тому, що білок, який міститься у вірусі, успішно бореться з раковими клітинами. Цю особливість і нама-гаються використовувати для лікування онкозахворювань.

Справжнім проривом стало створення нано-роботів, що вбивають рак.

Крім того, стало відомо про розробку аме-риканськими інженерами реалістичного середовища з полімеру для вивчення поширення раку і дії ліків. Найефективніше вивчати ракові пухлини допоможе вдосконалений 3D-принтер.

А раніше міжнародна група вчених поділилася інформацією про новий тест для виявлення раку на ранній стадії: на основі аналізу рибонуклеїнової кислоти (РНК) тромбоцитів. Так, досить краплі крові, щоб виявити й класифікувати хворобу.

Левітуючий автомобіль-міхур

Металевий водень

Суперпаливо, про яке мріяли вже більше 80 років, винайшли в січні минулого

року, застосувавши до рідкого водню майже п’ять мільйонів атмосфер тиску. У металевому стані елемент діє як справжній надпровідник. І вчені мають намір застосувати цю властивість в багатьох областях, при передачі й зберіганні електроенергії, у ракетобудуванні й не тільки.

Металевий водень – ідеальне паливо для космічних кораблів. З нього можуть вийти

накопичувачі електроенергії, що перевершують будь-які акумулятори та просувають уперед розробки автомобілів, що левітують.

3ВИНА ХІДНИК І РАЦІОНА ЛІЗАТОР № 5 2018

НОВИНИ НАУКИ І ТЕ ХНІКИ

Зміни в геномі ембріонів

Зроблено важливий крок у генетичному програмуванні майбутнього людини.

Ембріон людини з використанням технології CRISPR вперше був генетично модифікований групою вчених з Портленда (США).

Жоден з підданих модифікації ембріонів не розвивався більше кількох днів. Крім того, не було мети проводити штучне запліднення й виношувати їх. Але й це вже – прорив.

Завдання вчених – показати, що геном емб-ріона піддається корекції. Так, наприклад, можна забирати гени, які призводять до появи спадкових захворювань. А ще в Штатах дали добро на використання генної терапії для лікування важких хвороб.

«Видимий» за сто мільйонів світлових років вибух

Найяскравіший в історії науки. І це – фік-сація гравітаційної хвилі від злиття

нейтронних зірок – головна подія 2017 року в науці, на думку авторитетних журналів Nature і Science. Його називають новою ерою в астро-номії. Тепер вчені можуть спостерігати за кос-мосом з допомогою гравітаційних хвиль, а не тільки через випромінювання.

Повідомляється, що раніше зафіксувати гравітаційні хвилі виходило тільки від зітк-

нень чорних дір. Оглядач Science пише: «Чорні діри при зіткненні не випускали нічого, крім гра-вітаційної енергії. Спалах же нейтронних зірок влаштував світлове шоу, яке спостерігалося більш ніж 70 обсерваторіями».

3D-друк ліків і не тільки

3D-друк сьогодні активно використову-ється для самих різних завдань. Завдяки

йому можна зробити усе що завгодно, почина-ючи від автомобільних запчастин і черевиків і закінчуючи кровоносними судинами.

Кажуть, завдяки 3D-друку в недалекому майбутньому можна буде створювати власні ліки. Дослідники змогли адаптувати 3D-прин-тер для синтезу фармацевтичних препаратів. На їхню думку, це перетворить хімію на циф-рову науку, і ми зможемо синтезувати практично будь-яке з’єднання.

А ще вчені навчилися 3D-друку водою. Модифікувавши стандартний 3D-принтер, вони отри-мали інструмент для друку стабільних тривимірних водних структур у мінеральному маслі. Крім того, ми вже знаємо про металевий 3D-друк.

4

ІННОВАЦІЙНІ РОЗРОБКИ


В. Федосєєв, канд. техн. наук

Безшатунний двотактний дизель

Існуючі двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ), що базуються на кривошипно-ша-

тунному механізмі (КШМ) вичерпали себе як по економності так і потужності. Ці параметри важливі для військових гусеничних машин, у яких однією із основних бойових якостей явля-ється рухомість. Основними показниками рухо-мості є запас ходу і середня швидкість руху. Збільшення середньої швидкості руху повинно забезпечуватися відповідним збільшенням потужності. Для цього на танках Т-80 були встановлені газотурбінні двигуни (ГТД) запо-зичені в гелікоптерів. Вони були економніші, так як опір обертанню гвинта в них не зміню-вався. На танках зовнішній опір на гусеницях і частота обертання турбіни ГТД постійно змі-нюється, що приводить до падіння коефіцієнта корисної дії двигуна. На танках ГТД виявилися ненажерливими.

Так, військові випробування танків з ГТД показали, що їм потрібно в 1,5-1,6 рази більше пального ніж бойовим машинам з дизель-ним двигуном, що значно зменшує запас ходу. Об`єм баків для пального обмежений внутріш-нім заброньованим простором. Для зпокра-щення показника економності на танках Т-84У «Оплот» застосували двотактний дизель 6ТД-2.

Суттєвим недоліком двигуна 6ТД-2 є два КШМ, що значно зменшує ефективну потуж-ність. Втрати відбуваються при переході порш-нями мертвих точок і положень, близьких до них. Щоб позбутися цієї вади, пропонується в двотактному дизелі використати безшатунний механізм який містить вал з замкнутою кільце-вою канавкою. Остання за допомогою кульки пов`язана з поршнем (як зменшити контактну напругу на кульки двигуна – ноу-хау автора

статті). Канавка містить ліво- і правообер-тальні частини гвинта, які з`єднані плавними переходами. Кут підйому гвинтових ліній 45° за рахунок чого після проходження поршнем мертвих точок, крутний момент в безшатун-ному механізмі дорівнює своєму максималь-ному значенню, що дозволить ефективніше використовувати енергію газів.

Будова безшатунного двотактного дизеля зображена на рис. 1. Він складається з циліндра 3 в якому рухаються поршні 10 та 7, які пере-міщуються відповідно валами 1 та 9 з гвинто-вими кільцевими канавками. Вільні кінці валів закінчуються зубчатками. Злагодженість руху поршнів забезпечується валом 11. В такому положенні поршнів відбувається продувка циліндра 3. Рух стиснутого повітря від тур-бонагнітача показано стрілками. Далі відбу-вається рух поршнів на зустріч один одному. Причому поршень 10 обганяє поршень 7 і спо-чатку перекривається випускне вікно а. Відбу-вається наповнення циліндра 3 повітрям. Далі поршень 7 перекриває впускне вікно в і від-бувається стискування повітря. В кінці ходу в простір між поршнями впорскується форсун-кою 5 порція пального. Воно самозаймається від розігрітого повітря. Відбувається робочий хід. Поршні рухаються в протилежні сторони. Під час робочого ходу поршнів кульками 2 і 8 повертаються вали 1 і 9, відповідно. Крутний момент передається до зубчаток цих валів. Від провертання поршні 10 і 7 фіксуються куль-ками 4 і 6, відповідно.

Таким чином описаний безшатунний дво-тактний дизель потужніший, або при тій же потужності – економніший.

Рис. 1. Безшатунний двотактний дизель


НАУК А

Метт Лійд, Уельс

Вертикальні ферми

Вертикальна ферма — узагальнена назва високоавтоматизованого агропромис-

лового комплексу, розміщеного в спеціально спроектованій висотній будівлі, а також назва самої будівлі. Головна відмінність вертикаль-них ферм від традиційних тепличних госпо-дарств і тваринницьких ферм – це інтенсивний підхід до використання території, вертикальне багатоярусне розміщення насаджень.

По суті, вертикальна ферма є багатоярус-ною теплицею. Вертикальні ферми економ-лять воду на 95% більше від традиційної, а на площі в 6500 квадратних метрів виробляють у 390 разів більше продукції. Також до переваг вертикальних ферм віднесли передбачений врожай, який можна збирати весь рік.

На думку вчених, вертикальні ферми – це дієвий інструмент у боротьбі з голодом. Хоча поки інноваційні фермерські господарства не впливають на ринкові ціни, в майбутньому вони допоможуть прогодувати зростаюче населення.

«Вертикальні ферми дозволяють на маленькій території вирощувати великі врожаї овочів, витрачаючи при цьому мінімум води. Ми виступаєм на підтримку нового тренду. За прогнозами ООН, до 2050 року обсяги вироб-ництва продуктів повинні вирости як мінімум на 70%, щоб відповідати зростанню попиту. Зростання населення може спровокувати спа-лахи голоду по всьому світу. Причиною голоду стане не тільки перенаселення, а й підвищення цін на продукти. За останні два десятиліття їжа щорічно дорожчала на 2,6%. У 2008 році рекордне зростання цін на продукти спрово-кувало соціальні заворушення в 48 країнах», – йдеться в дослідженні.

Фахівці, що працюють над питанням про-гресивного вирощування продуктів харчу-вання стверджують, що вертикальні ферми допоможуть вирощувати овочі більш ефек-тивно і вирішити проблему нестачі продуктів. Контейнерні грядки не залежать від погоди,

не потребують регулярного поливу і захисту від шкідників. Крім того, їм не потрібні великі посівні площі. Урбанізація захоплює орні землі, і, в той же час, знижує популярність професії фермера. Як наслідок – ні фермерів, ні земель не вистачає.

«Ще один плюс вертикальних ферм, на думку стенфордський вчених, це можливість розміщувати їх локально. За даними Ради з охо-рони природних ресурсів США, близько 40% врожаю в процесі поставок псується і потра-пляє на смітник. Контейнери з вертикальними фермами (рис.1) можна ставити прямо в жит-лових кварталах, поряд з офісами, супермарке-тами і ресторанами», – стверджують вони.

Однак, у вертикальних фермах є свої мінуси. Вони дорого коштують, врожаї не відрізня-ються різноманітністю, та саме утримання обходиться не дешево. Змінити цю ситуацію зможуть інвестиції і підтримка з боку уряду.

На думку експертів, повністю замінити тра-диційні фермерські господарства контейнерні грядки не зможуть. Деякі банки продоволь-ства вже почали закуповувати контейнери для вирощування овочів. Поки такі системи обхо-дяться дорого, але вони все одно вигідніші, ніж покупка землі і обладнання власного фермер-ського господарства. Експерти очікують, що до 2022 року світовий ринок вертикальних ферм досягне $ 6 млрд.

Рис. 1. Вертикальна ферма у вантажному контейнері

Нещодавно вчені стенфордського університету опублікували дослідження щодо збільшення виробництва продукції харчування для населення земної кулі. І це стосується створення вертикальних ферм.

6

НАУК А


Цю естафету підхопили вчені з Універси-тету Ноттінгема (Великобританія) які про-понують для створення вертикальних ферм використовувати старі, виведені з експлуа-тації вугільні шахти, котрі зараз є символами необоротних змін в енергетиці та екології, але їм можна знайти інше застосування. З їх точки зору, це ідеальна платформа для ство-рення вертикальних ферм, перенесення звич-них теплиць під землю. Тут можна вирощувати значні обсяги продуктів харчування, забезпе-чуючи економію на всьому: воді, землі, енергії і часі на обслуговування грядок.

Науковці розробили подібний план для закинутих з часів Тетчер вугільних шахт у Великобританії – проте зрозуміло, чому це цікаво також і для України.

Тут можна вирощувати значні обсяги про-дуктів харчування, забезпечуючи економію на всьому: воді, землі, енергії і часу на обслугову-вання грядок.

Шахта, як і тунель — це готовий замкну-тий простір з надійною ізоляцією стін, який дуже просто відгородити від зовнішнього середовища і створити всередині мікроклі-мат. Так, очевидний брак сонячного світла, але його нескладно замінити ультрафіолетовими лампами – змонтувати рівно стільки, скільки потрібно. І така заглиблена конструкція від-мінно захищена від будь-яких примх погоди.

Споруджувати їх планується в давно поки-нутих місцях, на околицях міст і селищ. Замість витрат на купівлю цінних посівних площ, фер-мерський комплекс можна облаштувати в про-мзоні або на пустирі, старі шахти – ідеальне місце. Підраховано, що одна така ферма буде споживати енергії, як три типових британ-ських домогосподарства. Але при цьому пра-

цювати цілий рік, забезпечуючи до 10 врожаїв, сумарною масою до 80 тон.

Потрібно лише вибудувати усередині шахти стелажі з грядками, обладнаними гід-ропонними системами, провести освітлення і опалення. Теоретично для цієї мети можна навіть задіяти ґрунтові води, які раніше зава-жали шахтарям, а залишки вугілля, які не мають комерційної цінності, спалювати для отримання тепла. Звичайно, з обслуговуван-ням таких вертикальних ферм є свої труднощі, але в Великобританії близько 150 000 закри-тих шахт – величезне поле для експериментів. А потреба в нових джерелах їжі для все зроста-ючого населення очевидна.

Шахти часто розташовані в містах чи поблизу них – як у Британії, (так і, наприклад, на тимчасово окупованому підконтрольному Донбасі – ред.). Це також зробить дешевшою вирощену в них їжу – як-от свіжі овочі взимку для супермаркетів (рис. 2)

Ось так може виглядати окрема шахта, при-стосована для вирощування їжі (рис. 3).

Рис. 2. Вертикальні ферми в шахтних виробках поблизу міст

Рис. 3. Приклад розташування вертикальної ферми в шахті


УКРАЇНСЬКІ ВИНА ХОДИ

В. Булгаков, І. Ібатуллін, Л. Ноздровицьки, О. Стехно, А. Байталоха, О. Журбенко, Д. Муштин, Б. Люборець

Вібраційний очисник головок коренеплодів

Основними вимогами до конструктив-них і кінематичних параметрів роботи

очисників головок коренеплодів від залишків гички є забезпечення при поступальному русі вздовж рядків посівів цукрових буряків кон-такту з якомога більшою площею сферичної (або подібної до неї) поверхні головки коре-неплоду очисних елементів, які тим чи іншим способом здійснюватимуть виділення залиш-ків з цієї поверхні.

За конструктивними ознаками практично всі очисники головок коренеплодів на корені поділяють на очисники з горизонтальною та вертикальною осями обертання очисних еле-ментів. Як очисні елементи широко застосо-вують гнучкі лопаті (гумові або інші еластичні елементи), щітки з дроту, петлі (гнучкі та жор-сткі), металеві кільця, ланцюги, барабани спе-ціальної форми, диски з зубчастою або іншою фігурною поверхнею, тощо. При цьому очис-ники з горизонтальною віссю обертання очис-них елементів можуть здійснювати поступаль-ний рух уздовж рядка коренеплодів, якщо їхня вісь обертання спрямована у напрямку рядка або перпендикулярно до рядка коренеплодів.

Аналіз існуючого обладнанняВикористовують очисники головок корене-

плодів цукрових буряків на корені в разі, коли з масиву гички зрізана основна маса гички (як правило суцільним гичкорізальним апаратом роторного типу), але на головках коренеплодів ще залишаються її залишки. Значна кількість очисників головок коренеплодів на корені діє за різним принципом роботи. Це ударні, зчісу-ючі, відминаючі, комбіновані, але найбільш поширеними є ударні очисники, виконані у вигляді привідного горизонтального валу, на якому радіально встановлені еластичні очисні

робочі органи – бичі [а.с. СРСР № 1727633, А01D 23/02, 1989 р. Бюл. 15]. Під час роботи бичі разом з валом, на якому вони закріплені, обер-таються і рухаються вздовж рядка та збивають своїми кінцівками залишки гички з головок коренеплодів.

Вказана конструкція очисників є дуже про-ста та надійна, але має суттєвий недолік – нерівномірність очищення головок корене-плодів: той бік головки коренеплодів, який розташований назустріч напрямку руху бичів очисника ретельно очищується, а тильний часто залишається неочищеним, тому що удари по головці наносяться з одного і того ж напрямку. Щоб запобігти цьому доводиться застосовувати двовальні (а іноді і тривальні) очисники, вали яких обертаються в різних напрямах. В цьому разі конструкції очисників одразу стають значно більш металомісткими та енергомісткими.

Найбільш близьким до запропонованого винаходу є «Очисник головок коренеплодів» (патент України № UA 90958, 2010 р.) який має вертикальний вал з закріпленим на торці горизонтальним диском, на якому встанов-лені еластичні консольні лопаті на радіальних, відносно валу очисника осях, які закріплені на кінцях двоплечих важелів, приєднаних шар-нірно до периферії диска очисника, при цьому другі кінці цих важелів зв’язані шарнірними ланками з повзуном, жорстко закріпленим на валу очисника над диском, з можливістю пере-сування та фіксації.

Під час роботи цього очисника консольні еластичні лопаті, при обертанні привідного вертикального валу та при поступальному переміщенні вздовж рядка коренеплодів, обби-вають залишки гички з головок коренеплодів. Існуючий механізм регулювання дозволяє змі-

Винахід належить до сільськогосподарського машинобудування, зокрема до пристроїв для очищення головок коренеплодів від залишків гички на корені, які застосовуються в бурякозбиральних машинах.

Патент на винахід №117964

8



нювати нахил лопатей у напрямку від перифе-рії до центру очисника, що дозволяє уникати негативного явища, коли відцентрова сила під час обертання повертає еластичні лопаті у радіальний стан відносно привідного верти-кального валу.

Недоліком конструкції цього очисника є невисока ефективність очистки головок коре-неплодів від залишків гички. Як показали результати проведених нами експеримен-тальних досліджень, незважаючи на таку кон-струкцію регулювання розташування лопа-тей і встановлення площин очисних лопатей у радіальному напрямку, відцентрові сили при наданні привідному валу значних обертів, відхиляють лопаті до периферії очисника на значні відстані (тобто самі лопаті не деформу-ються в радіальному напрямку, а відхиляються, повертаючись на осях, на яких вони встанов-лені), фактично залишаючи середню частину очисника порожньою. Лише саме вона (середня частина очисника) рухається по осі рядку коре-неплодів і під нею розташовані верхні частини головок, які мають найбільшу кількість залиш-ків гички. Крім цього, для забезпечення якості очищення головок коренеплодів від залишків виникає необхідність встановлювати очисник на нижчу висоту розташування, що призво-дить до збільшення зони очищення, підвищує енергоємність процесу очищення, призводить до надмірного зношування еластичних очис-них лопатей, травмування головок корене-плодів тощо. Виділити з головок коренеплодів залишки гички, які вже є сухими і полеглими не вдається, через те, що одночасно до головки коренеплоду необхідно прикласти зчісуючі зусилля в різних напрямках.

Даним винаходом передбачено підви-щити якість очистки головок коренеплодів від залишків гички на корені. Це вирішується тим, що у вібраційному очиснику головок корене-плодів, згідно з винаходом, на привідному вер-тикальному валу вище зазначеного диска на відстані від нього встановлений додатковий диск такого ж діаметра, до твірних поверхонь обох дисків за допомогою шарнірів та рухомих ланок кінематично приєднані важелі з елас-тичними очисними лопатями, у яких верхні частини мають Г-подібні кронштейни з вільно встановленими на горизонтальних осях глад-кими колесами, при цьому колеса спираються зверху на рухому, у напрямі повздовжньої

осі привідного валу, копірну площину круг-лої форми, яка встановлена у вертикальних напрямних рами, спирається UA 117964 C2 2 унизу на пружину стиснення і кінематично приєднана до механізму її коливальних рухів у повздовжньо-вертикальній площині.

Опис конструкціїВібраційний очисник головок коренеплодів

(рис. 1) складається з рами 1, вертикального привідного валу 2, що має на кінці закріплений перпендикулярно плоский торцевий диск 3, по периферії якого встановлені шарніри 4, які міс-тяться на кінцях рухомих ланок 5. На привід-ному вертикальному валу 2 вище зазначеного диска 3 на відстані від нього встановлений додатковий диск 6 також діаметра. До твірної поверхні диска 6 за допомогою шарнірів 7 та рухомих ланок 8, так же само, як і до поверхні диска 3 за допомогою шарнірів 4 і ланок 5 кіне-матично приєднані важелі 9 зі встановленими на кінцях осями 10, на яких встановлені елас-тичні очисні лопаті 11. Верхні частини важе-лів 9 мають Г-подібні кронштейни 12 з вільно встановленими, на горизонтальних осях, глад-кими колесами 13. Гладкі колеса 13 спира-ються зверху на рухому, у напрямі повздовж-ньої осі привідного валу 2, копірну площину 14 круглої форми, яка встановлена у вертикаль-них напрямних 15 рами 1 і спирається унизу на пружину стиснення 16. Копірна площина 14 кінематично приєднана до механізму 17 її

Рис. 1. Вібраційний очисник головок коренеплодів



коливальних рухів у повздовжньо-вертикаль-ній площині. Напрямок поступального руху очисника, а також обертальних і примусових коливальних рухів його робочих органів пока-зані стрілками.

Вібраційний очисник головок коренепло-дів працює наступним чином. Встановлений на заданій висоті над рівнем поверхні ґрунту вертикальний привідний вал 2 пересувається поступально по рядку коренеплодів цукро-вих буряків і одночасно обертається, внаслі-док чого консольні еластичні очисні лопаті 11 наносять удари по головках коренеплодів цукрових буряків, збиваючи з них залишки гички. Фактично еластичні очисні лопаті 11, при обертанні валу 2, обкочують головки коре-неплодів по колах і дуже ефективно очищуючи передні й задні частини головок коренепло-дів цукрових буряків, які виступають на пев-ній висоті над рівнем поверхні ґрунту. За раху-нок того, що еластичні очисні лопаті 11 вільно встановлені на осях 10, а також завдяки тому, що вони встановлені на привідному верти-кальному валу 2 за допомогою важелів 9, які, у свою чергу за допомогою шарнірів 4 і 7 і рухо-мих ланок 5 і 8, мають можливість рухатись у двох взаємно-перпендикулярних площинах. Ці рухи можливі завдяки тому, що вказані кінема-тичні елементи встановлені на плоскому тор-цевому диску 3 і розташованому вище нього, на певній відстані, додатковому диску 6 такого ж самого діаметра, до твірних поверхонь яких й встановлені шарніри 4 і 7. Крім того, зав-дяки тому, що верхні частини важелів 9 мають Г-подібні кронштейни 12 з вільно встановле-ними на горизонтальних осях гладкими коле-сами 13, які у свою чергу, спираються зверху на рухому, у напрямі повздовжньої осі вертикаль-

ного привідного валу 2, копірну площину 14 круглої форми, що кінематично приєднана до механізму 17 її коливальних рухів у повздовж-ньо-вертикальній площині, то очисні лопаті 11 ще й здійснюють примусові коливальні рухи у вказаній площині.

Поєднання обертальних рухів, разом з вер-тикальним привідним валом 2, а також одно-часних примусових коливань у повздовж-ньо-вертикальній площині, завдяки механізму 17 коливальних рухів, утворюють для нижніх кінців еластичних очисних лопатей 11 додат-кові зчісуючи зусилля, що значно покращу-ють якість очищення головок коренепло-дів цукрових буряків від залишків гички на корені. Забезпечується незалежність обер-тальних і коливальних рухів завдяки тому, що копірна площина 14 встановлена у вертикаль-них напрямних 15 рами 1 і спирається унизу на пружину стиснення 16. При цьому копірна площина 14 може мати зверху обмежувальну площину, такої ж форми, яка утворить умови, завдяки яким гладкі колеса 13 будуть вільно рухатись у цьому замкненому просторі, знизу якого розташована копірна площина 14, а зверху вказана обмежувальна площина. Амплі-туда та частота коливальних рухів для важелів 9, а відповідно й еластичних очисних лопатей 11, що створюються механізмом 17 коливаль-них рухів повинні мати такі значення, при яких ефективно будуть відокремлюватись як зелені та міцні, так і сухі та полеглі (але міцно зв’язані з головками коренеплодів цукрових буряків) залишки гички. Застосування запропонова-ного вібраційного очисника головок корене-плодів дозволить підвищити якість очистки головок коренеплодів від залишків гички на корені.

10



Л. Остапченко, Т. Берегова, Т. Фалалєєва, О. Цирюк, Н. Чижанська Київський національний університет ім. Тараса Шевченка

Спосіб підвищення резистентності та життєздатності молодняку свиней

Сильним стресовим фактором для моло-дих поросят є момент відлучення їх від

свиноматки, який негативно впливає на обмін речовин і фізіологічні функції в їхньому орга-нізмі. Відлучення збільшує захворюваність та обумовлює загибель поросят в даний період, яка може досягати навіть 24,8 %. Стресовий стан поросят обумовлений також зміною раці-ону (кормовий стрес), приміщення, форму-вання груп тварин від різних свиноматок. Це призводить до зриву адаптаційних механізмів, що проявляється в зниженні резистентності організму поросят і, як результат, зростанню відсотку їх захворюваності і загибелі. Тому актуальним є пошук засобів, які підвищують адаптацію та резистентність відлучених поро-сят до нових умов існування.

На сьогодні для підвищення неспецифіч-ної резистентності організму тварин і птахів, для профілактики і лікування гіпо- і авітаміно-зів, при стресових станах в ветеринарії широко застосовуються селенвмісні препарати. Селен є складовою частиною ферментів та аміно-кислот (селенометіонін, селеноцистеїн), біл-ків (селенопротеїнів). Селен входить до складу глутатіонпероксидази, що має виражені анти-оксидантні властивості, руйнує пероксид водню та інші пероксидні сполуки, які утво-рюються внаслідок окиснення ненасичених жирних кислот, пероксидів білкового і нукле-їнового походження. Саме ця його властивість створює захист при стресових станах.

Одним з добре відомих на сьогодні селен-вмісних препаратів від українського виробника є препарат «ЕвітСел», аналог «Ε-Селен» (Росія). Препарат застосовують поросятам-смоктунам

в дозі 1 мл на тварину за тиждень до відлучки. Поросятам, виділеним в групу, що відстають у рості, препарат застосовують 3-4 рази з тижне-вим інтервалом в дозі 1 мл на 10 кг маси тіла. Слід зазначити, що препарат вводять внутріш-ньом’язово або підшкірно.

Недоліком даного препарату, по-перше, є сам спосіб введення, який створює додатковий стрес, по-друге, в окремих випадках при вве-денні в одне місце більше 10 мл препарату на місці введення можливе виникнення припу-хлості, що зникає через 2-3 доби, тому вироб-ники роблять застереження.

Крім того призначення селенвмісних пре-паратів слід проводити з урахуванням вмісту селену в організмі тварин і кормах, так як над-лишок селену в організмі має токсичний ефект.

Важливе питання – знайти спосіб ство-рення безпечного способу підвищення рівня резистентності та життєздатності молодняку свиней у період їх відлучення від свиноматки з мінімальним розвитком побічних ефектів, за рахунок використання природних поліфеноль-них сполук – меланінів, які безпосередньо ней-тралізують вільні радикали, активують фер-менти антиоксидантної системи та зменшують виділення гормону «стресу» – кортизолу.

Даним винаходом це вирішується тим, що спосіб підвищення рівня резистентності та життєздатності молодняку свиней, що вклю-чає введення в організм речовин з антиокси-дантними та антистресовими властивостями, у якому, згідно з винаходом, як речовина з антиоксидантними та антистресовими власти-востями використовують меланін, який вво-дять перорально протягом 8 днів (3 дні до та

Корисна модель належить до галузі ветеринарії і може бути використана як засіб профілактики оксидативного стресу, підвищення рівня резистентності та життєздатності молодняку свиней у період їх відлучення від свиноматки та інших стресових ситуацій.

Патент на корисну модель №118009



5 днів після відлучення) з розрахунку 0,1 мг/кг один раз на добу, розчиненому у фізіологіч-ному розчині.

Стрес-реакція поросят пов’язана з актива-цією ланцюгових процесів пероксидного окис-нення у мембранних ліпідах, а меланін здатен безпосередньо нейтралізувати вільні ради-кали та активувати ферменти антиоксидант-ної системи, що забезпечує зменшення вмісту продуктів перекисного окиснення ліпідів, зокрема мелонового діальдегіду.

Слід зазначити, що резистентність та жит-тєздатність молодняку свиней підвищується не тільки завдяки антиоксидантній та анти-стресовій дії меланіну, а комплексно, за раху-нок інших важливих властивостей меланіну (фото-, радіо- цитопротекторних, протиза-пальних, імуномоделюючих, протипухлинних).

Меланін є ефективним фото- і радіопротек-тором. Поглинаючи кванти променевої енер-гії, розсіюючи її, меланіни, що знаходяться в оболонках та спорах грибів і інших організ-мів, в поверхневих тканинах рослин, тварин та людей (шкіра, волосся, райдужна оболонка ока та сітківка) перешкоджають проникненню радіації та пошкодженню внутрішніх струк-тур. Штучне порушення меланогенезу (напри-клад, глюкозаміном) збільшує радіочутливість клітин.

Відомо, що стрес характеризується актива-цією симпато-адреналової та гіпоталамогіпофі-зарно-кортикоадреналовової систем. Актива-ція останньої веде до зростання рівня гормону «стресу» – кортизолу в крові щурів, проте вве-дення меланіну групі тварин, що піддавалися стресу, зменшувало його концентрацію в крові. Адаптогенний вплив фітомеланіну при дії іоні-зуючого опромінення та стресу ілюструється тим фактом, що у тварин, які вживали фітоме-ланін за умов комбінованої дії опромінення та стресу, вміст усіх вивчених гормонів (корти-костерону, тироксину, трийодтироніну, тесто-стерону, інсуліну, естрадіолу та прогестерону) достовірно не змінювався по відношенню до інтактних тварин, за винятком інсуліну.

Препарати березового гриба, діючою осно-вою яких є фітомеланіни, використовують як активні біогенні стимулятори, що підвищу-ють захисні сили організму, стимулюють цен-тральну нервову та нейрогуморальну системи організму, поліпшують обмін речовин, віднов-

люють активність загальмованих ферментних систем, діють як загальнозміцнюючий засіб.

Меланін не лише гальмує процеси пере-кисного окиснення ліпідів в мікросомальних мембранах гепатоцитів щурів, але також нор-малізує концентрацію цитокінів IL-1 та IL-6, TNF-α та лімфоцитів субпопуляції Th 1 (Т4 або Т8), які відповідають за клітинний імунітет. Тобто, меланін проявляє протизапальні і іму-номоделюючі властивості. Меланін признача-ють як симптоматичний засіб для лікування хворих із злоякісними пухлинами будь-якої локалізації, яким не показане хірургічне втру-чання чи променева терапія. При цьому анти-канцерогенну дію меланіну пов’язують з його антиоксидантними властивостями.

Як було сказано вище, меланіни можуть мати різну природу походження. Проведені дослідження показали цитопротекторну дію меланіну, одержаного з чорнильних сумок морських тварин Ommastrephes batrami Lesuel, березового гриба чаги, винограду, та меланіну, продуцентом якого є чорні дріжджі Nadsoniella nigra var. hesuelicu.

В дослідженнях Чижанської Н.В. проведена порівняльна характеристика меланінів різ-ного походження на експериментальне вираз-коутворення у щурів. Відмічено, що синтетич-ний меланін фірми «Sigma» зменшував частоту уражень на 40 %. Меланін, одержаний з чор-них дріжджів Nadsoniella nigra var. hesuelica та з дріжджеподібних грибів Nadsoniella nigra штам Х-1, зменшував кількість тварин з еро-зивно-виразковими утвореннями на 60 % та 80 % відповідно. Меланін з дріжджеподібних грибів Nadsoniella nigra штам Х-1 справляв найбільшу цитопротективну дію щодо серед-ньої кількості уражень на одного щура. Таким чином, меланін, продуцентом якого є дріждже-подібні гриби Nadsoniella nigra штам Х-1, вия-вився найбільш ефективним по відношенню до частоти ураженості слизової оболонки шлунку щурів, індукованої стресом.

Так як експериментально доведено, що найбільш активним був меланін, продуцен-том якого є дріжджеподібні гриби Nadsoniella nigra штам X1, тому саме він використаний для даної розробки.

Запатентований спосіб здійснюється нас-туп ним чином: поросятам протягом 8 днів (3 дні до та 5 днів після відлучення) перорально вводили меланін з розрахунку 0,1 мг/кг один

12



раз на добу, розчиненому у фізіологічному роз-чині. Здійснення способу було проведено в двох господарствах: ТзОВ «Сторожове» Чутівського району Полтавської області та ПП «Агроеколо-гія» с. Михайлики Шишацького району Полтав-ської області на поросятах Великої Білої породи, віком 60 днів. В дослід всього було залучено 340 тварин в період відлучення: 140 – в ТзОВ «Сто-рожове» та 200 – в ПП «Агроекологія». В обох господарствах контрольні групи складались із 100 тварин, яких в період відлучення утри-мували на кормах власного виробництва без включення меланіну. Дослідна група в першому господарстві складалась із 40 поросят, в дру-гому – з 100. Тваринам цих груп до кормів влас-ного виробництва протягом 8 днів (3 дні до та 5 днів після відлучення) додавали меланін з роз-рахунку 0,1 мг/кг один раз на добу. За твари-нами вели спостереження протягом 60-ти днів після відлучення.

В результаті показано, що в контрольних групах тварин відсоток поросят, що загинули, відповідно складав 14 % та 3 % (табл. 1). Від-повідно збереженість складала 86 % та 97 %, .

В дослідних групах тварин, яким до кор-мів додавали меланін, загибель тварин була відсутня, що є свідченням підвищення резис-тентності тварин. На 3-й день у частини поро-сят, яким до кормів додавали меланін, зареє-стрована підвищена частота випорожнення з кишечника, яка самостійно проходила на 5-й день дачі меланіну.

Таким чином, наведені дані свідчать про високу ефективність застосування меланіну. Адже меланін у поросят в період їх відлучення від свиноматок усуває їх захворюваність та на 100 % зменшує загибель тварин, що свідчить про підвищення резистентності організму тварин.

Використання запропонованого способу дозволяє усувати загибель молодих поросят в сільськогосподарських підприємствах, що спеціалізуються на вирощуванні свиней, зав-дяки широкому спектру властивостей мела-ніну (антиоксидантних, антистресових, про-тизапальних, імуномоделюючих, фото-, радіо- цитопротекторних, протипухлинних та інших).

№ Серії експериментів Кількість тварин в

групі

Кількість поросят, що

загинули

Відсоток поросят, що

загинули

1 Контроль (чисті комбікорми): ТзОВ «Сторожове» Чутівського району Полтавської області 100 14 14

2 Дослід (комбікорми+меланін): ТзОВ «Сторожове» Чутівського району Полтавської області 40 0 0

3 Контроль (чисті комбікорми) ПП «Агроекологія» с. Михайлики Шишацького району Полтавської області 100 3 3

4 Дослід ПП (комбікорми+меланін) «Агроекологія» с. Михайлики Шишацького району Полтавської області 100 0 0

Таблиця 1. Вплив меланіну, продуцентом якого є дріжджеподібні гриби Nadsoniella nigra штам Х-1, на збереженість поголів’я поросят при відлученні



А. Мадатов, М. Ткаченко

Пристрій та спосіб для утилізації відпрацьованих хімічних джерел струму

Пристрій для утилізації відпрацьованих ХДС, сформовано в індукторі, де розмі-

щено порожнистий тигель із верхнім заван-тажувальним вікном із затвором та нижнім випускним отвором із затвором. При цьому тигель оснащений керованим перепускним затвором, який розділяє порожнину тигля на верхню камеру первинного відпалу та нижню камеру вторинного відпалу.

Верхня камера оснащена трубопроводом для відведення летких продуктів первинного відпалу, а нижня камера оснащена трубопрово-дом для відведення летких продуктів вторин-ного відпалу.

Спосіб утилізації ХДС шляхом відпалу в індукційній тигельній печі та охолодження одержаних продуктів. При цьому відпрацьо-вані ХДС піддають послідовно первинному від-палу та вторинному відпалу. Первинний відпал здійснюють за температури 100-1100 оC, утво-рені при цьому леткі продукти допалюють, а нелеткий залишок піддають вторинному від-палу за температури 1100-1300 оC, утворені при цьому нелеткі продукти охолоджують та отримують марганцевий концентрат, а леткі продукти у вигляді переважно пари цинку кон-денсують із отриманням металевого цинку.

Застосування даного пристрою та способу дозволить здійснювати утилізацію відпрацьо-ваних ХДС без відходів та отримати на виході готову продукцію високої якості.

На сьогодні найвідомішим ХДС, який широко використовується у переносних при-строях, є марганцево-цинковий елемент, який також відомий як елемент Лекланше. Відомо, що світове виробництво ХДС (в основному саме елементів Лекланше) перевищує млрд. штук на рік. Із них близько половини виро-бляється, використовується та викидається

в США. Згідно з діючими з 1997 р. правилами, ХДС не закопують, а накопичують на спеціаль-них складах для утилізації. Щорічно тільки на території США накопичується близько 100 тисяч тон ХДС. З усього об’єму виробле-них ХДС у світі перероблюється лише 3 %, при цьому спостерігається неоднорідність вказа-ного показника по країнах світу. Наприклад, у більшості європейських країн перероблюється 25-45 % від всієї кількості відпрацьованих ХДС, в США – 60 %, в Австралії – близько 80 %. Кра-їнами з нерозвиненою системою переробки ХДС залишаються країни третього світу та Росія, де відпрацьовані ХДС практично не ути-лізуються, а викидаються разом із побутовим сміттям, що взагалі є недопустимим. До країн із низькою організацією збору відпрацьованих ХДС з метою їх подальшої утилізації можна від-нести й Україну. Такий малий загальний про-цент переробки відпрацьованих ХДС по світу є поганим показником через те, що до складу ХДС входять речовини, які при попаданні до ґрунту становлять небезпеку для здоров’я людини та навколишнього середовища, а саме такі як свинець, ртуть, кадмій, діоксид мар-ганцю, літій та його сполуки та т.п. Іншою не менш актуальною проблемою є дефіцит речо-вин, які використовують при виробництві ХДС. Вищевказані проблеми вирішуються шляхом використання новітніх методів переробки від-працьованих ХДС.

Утилізація відпрацьованих ХДС тради-ційно полягає у їх руйнуванні механічними способами (дроблення), вилученні залізної оболонки магнітоуловлювачем, розчиненні залишків катода й анода з отриманням сірча-нокислих або солянокислих солей цинку та марганцю, з яких вилучають чисті сульфати цинку та марганцю.

Винахід належить до комплексної утилізації техногенної сировини, а саме до пристроїв для утилізації відпрацьованих хімічних джерел струму (ХДС), а також до способу їх утилізації.

Патент на винахід № 118170

14



Існує також технологія, відпрацьована на Львівському державному підприємстві «Арґен-тум», яка передбачає наступні стадії: подріб-нення ХДС, обробка кислотою у спеціальному реакторі, отримання електролізом металевого цинку та відокремлення марганцю у вигляді сіркокислої солі. Підприємство не заробляє нічого на переробці відпрацьованих ХДС через дорожнечу багатостадійного процесу пере-робки та через те, що в країні відсутня система централізованого збору відпрацьованих ХДС для їх подальшої переробки.

Спроби налагодити великомасштабну переробку ХДС на цей час не вдалися через багатокомпонентний склад та малий розмір виробу. Тому й нині утилізація хімічних дже-рел струму ніде у світі не приносить компаніям серйозного прибутку. На сьогодні є актуаль-ним завдання розробки економічно вигідного способу утилізації ХДС в одну стадію, а також пристрою для його реалізації, без витрат доро-гих й небезпечних хімічних реактивів, а також без надмірної витрати електроенергії та вели-ких капіталовкладень. Для цього пропонується переробляти ХДС, які вийшли з використання, в марганцевий концентрат для виробництва феромарганцю (вартість 150-200 доларів за тонну). Спосіб переробки полягає у агломерую-чому відновлювальному відпалі ХДС із віднов-лювальними добавками.

Найближчим аналогом пристрою, який заявляється, є індукційна тигельна піч для одержання розплавів заліза, марганцю, сталі та сплавів на їх основі, описана в патенті РФ № 2083936 (опубл. 10.07.1997 р.). Недолі-ком вищевказаної печі є складність виробни-цтва таких пристроїв, яка обумовлена віднос-ною складністю її конструкції, що в свою чергу негативно впливає на собівартість такої печі.

Відомий спосіб утилізації відпрацьованих хімічних джерел струму, описаний у патенті РФ № 2164955 (опубл. 10.04.2001 р.). Недолі-ком вищевказаної печі є складність виробни-цтва таких пристроїв, яка обумовлена віднос-ною складністю її конструкції, що в свою чергу негативно впливає на собівартість такої печі. До недоліків вищеописаного способу можна віднести необхідність попереднього подріб-нення ХДС та магнітної сепарації залізних частин, також витрати кислоти для обробки згарку та витрати енергії на електроліз розчи-нів солей цинку та марганцю для отримання

металевого цинку та витягування марганцю з розчинів. До того ж все це призводить до підви-щення собівартості переробки та її продуктів й до зниження продуктивності процесу. Крім того, наявність відходів від утилізації – папір, поліетиленові частини та бітум (електроізоля-ція), які доводиться викидати на смітник.

Найближчим аналогом способу, який заяв-ляється, є спосіб відновлення оксиду мар-ганцю, описаний в патенті РФ № 2247071 (опубл. 27.02.2005 г.), який включає відпал початкової сировини та охолодження одержа-них продуктів.

Недоліком способу є невелика продук-тивність процесу через його періодичність (зупинка для завантаження початкової сиро-вини та вивантаження одержаних продуктів), а також необхідність у спеціальній підготовці воднево-вуглецевої суміші та сторонньому джерелі тепла для нагріву реактора до темпе-ратури проходження реакцій.

Цим винаходом пропонується створення пристрою для утилізації відпрацьованих ХДС, який відрізняється простотою конструктив-ного виконання, невеликими габаритами та матиме відносно низьку собівартість, а також буде легким у обслуговуванні. Також ство-рення способу утилізації ХДС, який буде харак-теризуватися простотою здійснення, низькою собівартістю, відсутністю відходів від утиліза-ції та отриманням на виході готової торгової продукції високої якості.

Розроблений пристрій для утилізації від-працьованих ХДС, містить розміщений в індук-торі порожнистий тигель із верхнім заван-тажувальним вікном із затвором та нижнім випускним отвором із затвором, при цьому тигель оснащений керованим перепускним затвором, який розділяє порожнину тигля на верхню камеру первинного відпалу та нижню камеру вторинного відпалу, при цьому верхня камера оснащена трубопроводом для відве-дення летких продуктів первинного відпалу, а нижня камера оснащена трубопроводом для відведення летких продуктів вторинного від-палу. Завдяки такому виконанню винаходу досягається наступний технічний результат: простота конструктивного виконання за раху-нок мінімальної та достатньої кількості скла-дових елементів (тигель, поділений затвором на дві камери, оснащені трубопроводами) та невеликі розміри пристрою, які в свою чергу



обумовлюють низьку собівартість пристрою, який заявляється, та при цьому забезпечують необхідну якість продукції, яку одержують на виході, при цьому пристрій також має від-носно низький рівень шуму та завдяки наяв-ності трубопроводу для відведення на допалю-вання горючих летких продуктів, має низький рівень виділення у атмосферу летких продук-тів в тому числі диму та забруднень, й створює більш сприятливі умови для його роботи та обслуговування.

Доцільним є те, що затвор випускного отвору має клапан конічної форми. Конічний клапан служить для надійної герметизації отвору між камерами тигля та при необхідно-сті відкривається для тимчасового сполучення камер між собою.

Також розроблено спосіб утилізації від-працьованих ХДС шляхом відпалу в індукцій-ній тигельній печі та охолодження одержаних продуктів, при цьому відпрацьовані ХДС під-дають послідовно первинному відпалу та вто-ринному відпалу, первинний відпал здійсню-ють за температури 100-1100 ºC, утворені при цьому леткі продукти допалюють, а нелеткий залишок піддають вторинному відпалу за тем-ператури 1100-1300 ºC, утворені при цьому нелеткі продукти охолоджують та отримують марганцевий концентрат, а леткі продукти у вигляді переважно пари цинку конденсують із отриманням металевого цинку. Завдяки такій послідовності дій досягається наступний тех-нічний результат: простота здійснення за раху-нок відсутності необхідності у попередній під-готовці ХДС до процесу утилізації, тобто спосіб здійснюється в одну стадію (після випалу завантажених ХДС на виході одразу отримуємо продукцію, готову для подальшого викори-стання), низька собівартість за рахунок малих витрат електроенергії та відмови від викори-стання небезпечних хімічних реагентів, які дорого коштують, відсутність відходів від ути-лізації досягається за рахунок знищення біль-шої частини продуктів в процесі відпалу ХДС, а ті, які залишаються, направляються на допа-лення для їх нейтралізації. Все це в комплексі призводить до одержання на виході високоя-кісної продукції, готової для подальшого вико-ристання – цинку із чистотою приблизно 99 % та марганцевого концентрату із вмістом мар-ганцю близько 80 %.

Переважно відпрацьовані ХДС відпалюють в індукційному полі, що характеризується час-тотою 1-20 кГц. Передача енергії за допомо-гою електромагнітного поля виключає забруд-нення металів, які входять до складу ХДС, матеріалами електродів як при дуговому роз-жаренні. Перемішування рідкого розплаву ХДС під дією електромагнітних сил сприяє вирів-нюванню температури та складу виплавки і пришвидшує протікання металургійних та хімічних процесів. Також індукційний нагрів легко піддається регулюванню температур-ного режиму та має високу швидкість нагріву, що позитивно впливає на продуктивність про-цесу. До того ж відсутня необхідність подачі повітря для підтримання необхідної темпера-тури (як у випадку використання печей для підтримки горіння палива) та значно нижчими є втрати металів у процесі нагріву, які входять до складу ХДС.

Переважно до відпрацьованих ХДС, які від-палюють, додають відновлювальні реагенти, які використовуються для відновлення мар-ганцю з його оксидів за середніх температур із метою підвищення його концентрації в агло-мераті. Доцільним є те, що як відновлювальні реагенти використовують вуглеводні. Віднов-лювальні реагенти являють собою відходи пластмас, які є полімерами вуглеводнів, пере-важно поліетилен (ПЕ), поліпропілен (ПП) і полістирол (ПС), та є у надлишковій кількості в будь-якій промислово-розвинутій країні, тому використання саме таких відновлювальних реагентів не буде додавати до реалізації спо-собу надлишкових витрат та не буде негативно впливати на його собівартість. Також доцільно охолоджувати нелеткі продукти вторинного відпалу шляхом зрошення водою. Вода являє собою найдешевший та доволі інтенсивний охолоджувач, тому такий вид охолодження найбільш відповідає задачам, на рішення яких направлено винахід, який заявляється.

Переважно як відпрацьовані ХДС вико-ристовують марганцево-цинкові елементи. Технічні рішення запропоновані винаходом, пояснюється за допомогою креслення, приве-деного нижче.

Представлений загальний вигляд при-строю для утилізації відпрацьованих ХДС (рис. 1), який містить розміщений в індукторі 1 порожнистий тигель 2 із верхнім заванта-жувальним вікном 3 із затвором 4 та нижнім

16



випускним отвором 5 із затвором 6, тигель 2 оснащений керованим перепускним затвором 7, який розділяє його порожнину на верхню камеру 8 первинного відпалу та нижню камеру 9 вторинного відпалу, при цьому верхня камера 8 оснащена трубопроводом 10 для відведення летких продуктів первинного відпалу, а нижня камера 9 оснащена трубопроводом 11 для від-ведення летких продуктів вторинного відпалу.

Далі приведений спосіб реалізації винаходу. В основу реалізації винаходу, покладений

принцип відновлення оксидів марганцю від-новником за підвищеної температури. Марган-цево-цинкові елементи Лекланше (Марганце-во-цинковий елемент, – це первинне хімічне джерело струму), як сольові, аміачні («сухі»), так і лужні, складаються з негативного елек-трода (цинкового «стакана») та позитивного електрода – графітового стрижня, оточеного сумішшю діоксиду марганцю з вугіллям, наси-ченим електролітом. Відпрацьовані ХДС міс-тять мало металевого цинку (в основному він розчинений в електроліті та знаходиться у вигляді комплексної солі – хлориду цинк-амо-нію). Також практично увесь діоксид марганцю III й IV міститься в суміші з вугіллям, декілька відсотків складають залишки цинку, інше – цинк-амонійні солі, вода, папір, графіт, іноді бітум, поліетиленова та жерстяна оболонка. Елементний склад ХДС у середньому такий: марганцю 50-55 %, кисню 25-30 %, вуглецю

10-5 %, цинку 5-10 %, водню 2-3 %, азоту 2-3 % та заліза 0-5 %.

Процес одержання марганцевого кон-центрату для виробництва феромарганцю в одну стадію полягає в нагріві суміші ХДС, які вийшли з використання, з відновлювальними реагентами в пристрої для утилізації ХДС. Пристрій обігрівається індукційним способом, струмом підвищеної частоти, переважно 1-20 кГц, потужність якого забезпечує розраховану питому енергію 150 кВт·г на тонну заванта-ження. Продуктивність печі може варіюватися від 1 до 10 тонн за годину. Попередньої підго-товки батарейки не потребують.

Розглянемо переважний спосіб реалізації винаходу.

95 % марганцево-цинкових ХДС змішують із 5 % відходів пластика (ПЕ, ПП та ПС) у шне-ковому живильнику-змішувачі та подають до верхньої камери 8 тигля 2 пристрою для утилі-зації відпрацьованих ХДС через затвор 4 верх-нього завантажувального вікна 3. Завантажені ХДС поступово опускаються під дією сили ваги та послідовно проходять зони з поступово зро-стаючою температурою.

Спочатку у верхній камері 8 ХДС нагріва-ють до 200-300 oC, де вони розриваються на частини закипаючим електролітом та розси-паються в порошок. В той же час відбувається випаровування води, та обвуглювання паперу. Також відбувається плавлення добавок (ПЕ, ПП та ПС), які змочують порошок та склеюють його. Нагрів в індукційному полі відбувається завдяки наведенню індукційних струмів від індуктора 1 в металевих та графітних частинах ХДС. У процесі випаровування води, цинк-а-монійні солі розкладаються до окисі цинку та хлористого амонію.

Далі при підвищенні температури до 300-400 oС хлористий амоній сублімується, бітум та відходи пластика плавляться й потім підляга-ють піролізу – дають леткі вуглеводні та смолу. У результаті нагріву сировини відбувається піроліз вуглеводневої частини сировини (руй-нування полімерних ланцюгів) із утворенням низькомолекулярних продуктів – смоли, вугле-водневих газів та водню:

[CnHm]x=yCnHm+zCkHi+gH2+jC Смола склеює порошкоподібні матеріали

у суцільну масу. При подальшому підвищенні температури до 450-500 oС смола коксується,

Рис. 1. Загальний вигляд пристрою для утилізації відпрацьованих хімічних джерел струму



перетворюючись на кокс та леткі парогазові продукти – вуглеводні.

Вищі оксиди марганцю відновлюються вуг-леводневими газами до оксиду марганцю MnO, двоокисі та монооксид вуглецю та води за тем-ператури 500-600 oС:

2MnO2+CnH2m=Mn2O3+nCO2++mH2O – 227556 Дж;

3Mn2O3+CnH2m=2Mn3O4+nCO++mH2O – 170270 Дж;

Mn3O4+CO=3MnO+CO2 – 52080 Дж. Вказані реакції протікають із виділенням

великої кількості теплоти. При цьому посту-пово завантаження розігрівається до темпера-тури більше 1000 oС. Процес відновлення мар-ганцю з MnO протікає з поглинанням теплоти по реакції:

MnO+C=Mn+CO+288288 Дж. За температури вище 1100 оС утворюється

й карбід марганцю: 3MnO+4C=Mn3C+3CO.

Утворені в цей час пари та гази видаляють з верхньої камери 8 через верхній трубопро-від 10. Гази з верхнього трубопроводу 10, які містять горючі компоненти, направляють на факел для допалювання. За наявності заліза процес відновлення металевого марганцю протікає за температури 1100-1300 oС та мар-ганець розчиняється у залізі. Залізо у вигляді тонкої жесті сплавляється у грудочки. За тем-ператури 1100 oС завантаження переміщується до нижньої камери 9 під дією сили тяжіння через перепускний затвор 7.

В нижній камері 9 продовжують індукцій-ний нагрів завантаження. При підвищенні тем-

ператури від 1200 до 1300 oС цинк з оксиду відновлюється вугіллям до металевого стану, а оскільки температура кипіння металевого цинку складає 907 oС, він випаровується одразу ж після відновлення: ZnO+C=Zn+CO.

Далі пари цинку видаляють з нижньої камери 9 через трубопровід 11 та кристалізу-ють в охолоджувальному водою кристаліза-торі. Цинк із чистотою 99,95 % у вигляді друзи кристалів направляють на перетоплення до чушок.

За температури 1300 oС суміш із метале-вого марганцю, металевого заліза, монооксиду марганцю, карбідів марганцю та шлаку виван-тажують до охолоджувача через затвор 6 ниж-нього випускного отвору 5. При охолодженні водою агломерат розтріскується до розмірів 10-15 мм у вигляді спечених та розтрісканих шматочків, розсипу уламків графітових стриж-нів із ХДС. Це і є товарний продукт – марганце-вий концентрат із вмістом марганцю біля 80 %.

Таким чином, даний винахід, являє собою пристрій для утилізації відпрацьованих ХДС, який характеризується простотою конструк-тивного виконання, невеликими габаритами та має порівняно низьку собівартість при виробництві, а також є легким у обслугову-ванні, та спосіб утилізації ХДС, який характери-зується простотою здійснення, низькою собі-вартістю, відсутністю відходів від утилізації та отриманням на виході готової торгової про-дукції високої якості. У той же час винахід доз-воляє створити ефективний пристрій та спосіб утилізації відпрацьованих ХДС, які зроблять утилізацію відходів ХДС економічно вигідною за рахунок зниження видатків та одержання в результаті цінної товарної продукції.

18

ТЕ ХНОЛОГІ Ї


Л. Білозірова

Унікальні властивості коноплі

Культура – «універсальний солдат»

Конопля (лат. Cánnabis) – невибаглива промислова культура з роду однорічних

лубоволокнистих рослин. Це давній і надійний союзник протязі всієї історії людства, прак-тично природний дар людям. Першу згадку про коноплю відносять до індуїстських тек-стів, написаних понад 4 тисячі років тому.

Володіючи унікальним спектром викори-стання, ця культура була дуже поширеною і затребуваною. Століттями рослина одягала, взувала, годувала, зціляла. У справу вико-ристовувалося все: стебла, листя, коріння, насіння. Конопляна олія та насіння годяться для приготування лікарських засобів, їжі. А ще насіння і шишки рослини, за свідченням Геро-дота, скіфи використовували для обкурювання приміщень.

Конопля – один з популярних матеріалів у мореплавців: з конопляних волокон робили канати і вітрила. Багато унікальних власти-востей рослини визначає її хімічний склад. Фахівці відзначають, що у молекули коноплі найдовший і міцний молекулярний ланцюжок. Луб’яні волокна, тобто, розташовані в корі сте-бла, дуже міцні, еластичні і легкі. Велику дов-жину волокна, відсутність отвердіння дереви-ною люди оцінили ще в стародавньому ткацтві.

Сучасне використання культури набуло нових форм і напрямків. Наведу кілька знако-вих речей: перші джинси Levi Strauss, виготов-лені у 1853 році, були створені з конопляних волокон; унікальний малюнок американських доларів зобов’язаний втиснутим в купюру конопляним волокнам. Авто брендових марок Porsche, Renault, Mercedes несуть в своїх біоком-позітних корпусах легкий і міцний конопля-

ний компонент, а канати з конопель побували навіть в космосі – з їх допомогою транспорту-валася на Місяць апаратура з радянської кос-мічної станції.

В кінці 90-х українські вчені вирішили питання з вітчизняною пороховою сумішшю для патронів. Бавовна замінена на коноплю української селекції, має до 70% целюлози в своєму складі. Випробування 1997 року пока-зали, що зі зменшенням ваги покращилася і балістика.

Крім того, фахівці стверджують, що коно-пля – єдина відома людству рослина, яка очи-щає ґрунт, який підпадав діям техногенних катастроф.

Українська селекціяБули у коноплі і складні часи. Її популяр-

ність як технічної культури не спадала до 60-х років минулого століття. Однак в 1961 році ООН була прийнята Конвенція про наркотичні речовини, де конопля була офіційно визнана наркотиком, а будь-яке вирощування потра-пляло під строгий контроль. Сорти, які містять більше 0,08% психотропної речовини тетра-гідроканнабінолу (ТГК), були заборонені для культивації. На той час СРСР був найбільшим в світі виробником цієї культури, покриваючи близько 80% світового ринку.

За конвенції всі посіви сортів з перевищен-ням частки ТГК, підлягали суворій охороні або знищення. Селекціонери взялися за роботу. В Україні виведенням сортів технічної коноплі займався Інститут луб’яних культур, засно-ваний в 1931р. як Всесоюзний науково-до-слідний інститут конопель. Тут за незалежної України, в місті Глухів Сумської області були створені високопродуктивні сорти конопель,

При слові «конопля» у багатьох сучасних людей виникають стійкі асоціації: Амстердам, хіпова філософія «квітів життя», реггі Боба Марлі, растаманський рух, легкі психотропи, і, як заключний акорд – відділ по боротьбі з наркотиками. Але фахівці запевняють, що нові сорти української селекції, позбавлені наркотичної складової, останні п’ять років активно пробиваються на світовий ринок технічних конопель.



що не володіють наркотичними властивос-тями. Над новими сортами Глухівської селек-ції вчені працювали 17 років, і в 2013 році був отриманий врожай, в якому повністю відсутня наркотична складова. У 2014 році сорт був пре-зентований у Відні на Міжнародній конферен-ції з наркоконтролю. Посипалися замовлення і пропозиції, і зараз Україна продає технологію, поповнюючи вітчизняний бюджет.

Інститут луб’яних культур займає споруду, яка належала родині промисловців і меценатів Терещенків. Особняк був побудований в 1867 року родоначальником династії цукрозавод-чиків, найбільших в Російській імперії землев-ласників Артемом Терещенком. Подивитися на родове гніздо на початку 2000-х до Глухова з Франції приїздив нащадок династії Мішель Терещенко. Побачивши широкі можливості, недооцінений потенціал українського села, вирішив залишитися. У фермерському госпо-дарстві Терещенка вирощують льон і коно-плю, переробляючи їх на волокно. Свою про-дукцію відправляють світовим виробникам автомобілів. Мішель Терещенко, розповідаючи про своє підприємство, уточнює: «В кожному Porsche Cayenne є маленький шматочок з Глу-хівської коноплі». Зараз підприємець отримав українське громадянство, бере активну участь у громадському житті громади. А в жовтні 2015 року на виборах до місцевих органів влади був обраний мером Глухова.

Декриміналізація – реабілітаціяПодейкують, що своєю кримінальною репу-

тацією конопля зобов’язана найбільшому аме-риканському целюлозному магнату Херсту. Конопляна целюлоза в 60-х роках минулого століття становила величезну конкуренцію продукції з деревини, виробленої на підпри-ємствах DuPont, що належали підприємцю. Та й така назва канабісу, як «марихуана», виникла на американському континенті саме в цей час. Таку підміну назви культури деякі дослідники пов’язують саме з чорною РR-компанією по просуванню негативного іміджу коноплі, асо-ціюючи слово з етнічними латиноамерикан-ськими кримінальними угрупованнями.

Таке цікаве трактування я почула від екс-перта Сергія Коваленкова. Він виступив в Києві з практичною лекцією про використання тех-нічних конопель при будівництві і утепленні житла. Слухачі «Зеленої школи» з великим інтересом поставилися до предмету розмови.

Сергій – архітектор і фахівець в новатор-ською для України технології – будівництво та утеплення будинків з костробетону.

Конопляна багаття – світовий бренд в теплоізоляції житла

Довгий час тверде трубчасте стебло коно-плі – костриця – залишалося єдиною частиною рослини, якої не знаходили застосування. Але зараз це дуже затребуваний в світі матеріал для екологічного будівництва.

Рис. 1. Мішель Терещенко на плантації української технічної конопель в Глухові

20



Що ж робить його таким популярним і при-вабливим? Костриця конопель – натуральний природний «дихаючий» матеріал. Він володіє унікальними властивостями регулятора воло-гості і температури, підтримуючи ідеальну для людини вологість у приміщенні – 50%.

При цьому матеріал має високий коефі-цієнт теплового опору, при зволоженні збе-рігає свої теплоізоляційні властивості, паро-проникна костриця стійка до утворення цвілі і грибка. Ще важливий аспект для органіч-ного будівництва – не дивлячись на рослинне походження, комахи і гризуни ігнорують цей матеріал.

Наш співрозмовник Сергій розповідає, що познайомився з технологією будівництва та утеплення з конопель в Австралії. На думку фахівця, рецепт простий і геніальний: змішу-ючи кострицю коноплі в різних пропорціях з гашеним вапном і водою, отримують однорід-ний розчин – костробетон.

Участь в австралійському штаті Тасманія в будівництві будинку практично на 100% скла-деного з костробетону, здивувало і захопило

його. «Я чув про це, але мало знав про такі широкі можливості. За допомогою костробе-тону можна не тільки утеплити стіни, покрівлю, підлоги, але побудувати сам будинок. Матеріал приймає будь-яку форму, фінальна штукатурка теж краще вапняна, просто з великим ступе-нем подрібнення костриці».

Можливі два варіанти використання костробетону:

– свіжоприготований розчин пошарово нано сять на утеплюючу поверхню зі спеці-ального шлангу під великим тиском (метод торкретування);

– виготовлені заздалегідь костроблоки (використовуються для зведення перегородок, утеплення та стін при використанні каркасу).

Процес приготування костробетону відбу-вається прямо на будівельному майданчику. Готова суміш застигає протягом 5 хвилин. Сама костриця зазвичай упакована в брикетні пакети вагою 20-30 кг, в залежності від фракції помолу стебел.

«Унікальність технології конопляного будівництва з використанням вапна дозволяє отримати важливий екологічний ефект – нега-тивний вуглецевий слід. Виявляється, під час висихання 1 м3 костробетонної суміші «всмок-тується» 165 кг вуглецю, так як вапно поглинає СО2 під час твердіння. А з висиханням вапняна суміш з конопляним наповнювачем поверта-ється в свій початковий стан. Це практично камінь, який з часом стає ще міцнішим», – зазначив «антипарниковий» ефект нового матеріалу С. Коваленков.

Вітчизняний стартапУчасть в зведенні будинків з костриці по

всьому світу (а він будував подібні будинки в

Для довідки:

Властивості костробетону, використовувані при будівництві і утепленні будинків:• Безкоштовний регулятор рівня вологості і температури в будинку.• Істотна економія коштів, при паропроникних стінах немає необхідності в установці системи вентиляції.• Гігроскопічність костриці допомагає поглинати а потім випускати зайву вологу.• Використання тільки натуральних нетоксичних матеріалів без цементу і пластику.• Нормалізація рівня рН в приміщенні, антисептичні здатності вапна.• Висока термальна маса матеріалу дозволяє довго тримати необхідну температуру.• Відмінне акустичне поглинання за рахунок високої пористості.• Матеріал кам’яніє з роками через відсутність підвищеної вологості.• Він не гниє, грибок не формується через регуляцію вологості.• Матеріал не горючий, і гризуни в ньому не заводяться.

Рис. 2. Багаття костри коноплі



Швейцарії, Тасманії, Підмосков’ї) надихнуло Сергія Коваленкова на свій стартап в Україні.

Завдяки коштам стартапу вдалося орга-нізувати виробництво утеплювача «Хемпаер Мікс» за власною рецептурою. Унікальність матеріалу надає особлива органічна сполука, яка є ноу-хау. Щільність отриманого матері-алу – 260 кг/м3. Стіни виходять дуже легкими, але міцними, дозволяючи економити на фун-даменті. При цьому теплопровідність даного утеплювача становить λ = 0,06 Вт/(м∙К). За від-мінним теплоізоляційним властивостям для стіни досить 20 см, але для нового будинку, щоб стіна з легкого матеріалу набрала масу, виробники рекомендують товщину 33 см.

«Будівельний матеріал має свою рецептуру, обладнання. Конопляну кострицю ми закупо-вуємо українську, зараз з цим проблем немає – технічна конопля сіється на сотнях гектарів в Полтавській, Харківській, Сумській області. А ось знайти за якістю гідратне вапно в Україні складніше, пропонують по 2 грн/кг. Собівар-тість продукції при товщині стіни 20 см вихо-дить в межах 400 грн/м2. З розвитком вироб-ництва вийде дешевше, доступна ціна зараз має ключову роль в успіху на нашому ринку. Втім, замовлення на таку продукцію вже над-ходять і з інших країн», – ділиться Сергій.

На цю розробку було звернено увагу, і за ізоляційні властивості матеріалу на основі коноплі, отримано перший приз в номінації «Кращі огороджувальні конструкції в проек-туванні екологічного індивідуального будів-ництва» на міжнародному архітектурному конкурсі Kyiv Eco Home 2015. Команда фахів-ців що розробляла цю технологію також брала участь в національному конкурсі сталого роз-витку «СТАЛО» від Ekonomika Communication Hub за підтримки Програми розвитку ООН в Україні, потрапила до фінальної ТОП 30 компа-ній України і отримала приз в номінації «Кращі бізнес-рішення для сталого розвитку-2015». У 2018 році ця розробка виграла в конкурсі про-ектів від «Кліматичних ініціатив», та дістала грант для продовження успішного просування технології в Україні та світі.

Успіх українських новаторів в просуванні такої давньої технічної культури як конопля, зусилля професіоналів виводять країну на рівень торгівлі технологіями і товарами, а не сировиною. Це повинно стати нормою. Ринок росте, розвивається і Україні важливо вико-ристати конкурентні переваги. А державі варто повернутися обличчям до інновацій-них вітчизняних наукових розробок і вироб-ництва, надаючи їм всіляку підтримку

Рис. 3. Костробетон – міцний екологічний матеріал для будівництва будинку

22



В. Могир

Чат-боти і їх застосування«Хто володіє інформацією, той володіє світом»

Натан Ротшильд

Сьогодні інформаційні технології за своєю популярністю виходять на новий

щабель в нашому суспільстві. Роботизація та штучний інтелект, чат-боти і нейромережі - це терміни, які обговорюються останні кілька років. Вибух популярності цієї теми у всіх галу-зях говорить про те, що ми самі впускаємо роботів в своє життя. Численні проекти, стар-тапи, технологічні вечірки активно допомага-ють в цьому.

Тільки ми звикли сприймати роботів як машин. Хоча сучасний робот не завжди машина, це програма, яка може думати за вас і допома-гати вам. Озирніться, насправді такі програми давно навколо нас, в наших смартфонах, план-шетах і комп’ютерах. В офісах і на кухні, в мага-зині і банку. В принципі звичайний банкомат теж робот, який думає за нас і видає нам гроші. Або чат-бот у вашому messenger, який допома-гає викликати таксі.

Зручно, чи не так? Нічого робити не потрібно. Тільки чи не страшно все це, а що ж люди робитимуть? У цій статті ми і розбе-ремося, що таке чат-боти і чому вони пережи-вають друге народження і нереальний вибух зацікавленості.

Чат-бот (віртуальний співрозмовник) – це програма, що розробляється на основі техно-логій машинного навчання (Machine learning) і нейромереж. Чат-бот створюється і навчається під певне коло цілей людини і для людини.

Головна відмінність цієї програми – це активна участь людини на всіх стадіях її роз-робки. Поширення і використання чат-бо-тів призвело до UX-парадигми взаємодії «messaging-as-an-interface». Саме в месендже-рах, аудиторія яких зараз в світі тільки зростає, чат-боти знайшли благодатне середовище для розвитку.

Існує два типи чат-ботів:– Котрі використовують штучний інтелект;– Програмовані.Перший тип, з одного боку, здатний авто-

матизувати навіть ті процеси, які раніше вима-гали участі людини: наприклад, управління роботизованими механізмами на виробни-

цтві (тобто в даному випадку ШІ бере на себе обов’язки людини). Другий, і це основна його перевага – вміння навчатися, але це навчання програмується – машинне навчання. Це галузь штучного інтелекту (AI), заснована на ідеї, що система може навчатися на даних, визначати закономірності, приймати рішення без участі людини.

Додамо до цього те, що машина не схильна до людського фактору, а її працездатність не залежить від емоцій і особистих проблем. Як підсумок – сфера застосування ШІ дуже широка і фактично обмежується тільки нашої фанта-зією і швидкістю впровадження технологічних новацій.

Хорошим прикладом є Instagram, його алго-ритм аналізує поведінку і дії користувача, на основі отриманих даних, він пропонує публі-кації, які можуть сподобається. Завдяки ШІ ми ризикуємо назавжди залишитися в світі влас-них традицій та інтересів.

До переваг можна віднести його допомогу у вирішенні завдань і проблем, які були вже вирі-шені, вам залишається лише задати деякі пара-метри для аналізу. Радісно, що з кожним днем цих параметрів потрібно задавати все менше, адже інформації про нас і інших людей, схожих на нас, у нього все більше.

Розглянемо приклад з медициною. Для визначення хвороби необхідно зробити ана-лізи за вашою заповненою анкетою, ШІ скаже які, дані про аналізи передаються боту, він аналізує дані, зіставляє їх зі схожими – видає результат – ймовірність захворювання. Наступна ітерація – здача аналізів, які підтвер-джують або спростовують цю хворобу.

Таким чином, за короткий період часу робот може визначити хворобу з максимально низь-кою ймовірністю помилки і максимально від-повідним списком препаратів (діючих речо-вин) для лікування. Маючи таку статистику, бот може визначити тенденцію розвитку захворювання і визначити необхідні зміни лікарського препарату.

Ще один приклад у фінансовій сфері – бан-ківські боти.



Класичні банки, які відчувають сильний тиск з боку фінтех-компаній, з радістю при-йняли появу чат-ботів, які працюють 24/7, автоматизують звичайні операції взаємо-дії з клієнтами і залучають оператора-лю-дину тільки для вирішення складних питань, істотно заощаджуючи кошти власнику.

Основна зона відповідальності Chatbots in Banking – це сегмент b2c або внутрішньокор-поративні комунікації. Наприклад, в «Прива-тбанку» чат-бот використовується для залу-чення нових клієнтів і відповідей на типові питання, знижуючи тим самим навантаження на операторів.

Бот також є одним з кращих інструментів для отримання зворотнього зв’язку за якістю сервісу. Якщо стався збій в особистому кабі-неті, оператор відразу дізнається про це і усу-ває проблему.

Крім того, впровадження чат-бота призвело до зростання конверсії – часто людям складно заповнити форму на сайті, вони залишають заявку, фахівець зв’язується протягом декіль-кох хвилин. Цей же бот може провести клієнта по ланцюжку питань до потрібного оператора, наприклад, в залежності від регіону.

Другий тип – програмовані боти, їх ринкова вартість нижча, ніж ботів зі ШІ, давайте розбе-ремося, в чому ж і їх переваги?

Таких ботів сьогодні ми найчастіше можемо зустріти в месенджерах (програма, веб-сер-віс для миттєвого обміну) Telegram і Facebook, Slack, WeChat та інших. Виходячи з нашої прак-тики, такі боти можуть:

– E-commerce приймати замовлення;– Проводити технічну підтримку, відпові-

дати на найпоширеніші запитання;– Відстежувати посилку в месенджері;– Отримувати курси валют, не відвідуючи

сайт;– Записувати клієнтів в салони краси;– Проводити співбесіди онлайн;– Шукати квитки на літак.Такі чат-боти побудовані за блоковою сис-

темою, тобто, при виборі пункту з меню, бот переводить вас в обраний блок із заздалегідь заданою йому інформацією або звернеться до бази даних для видачі конкретної інформації. Так само є боти, які запрограмовані на спіл-кування в текстовому режимі - використову-ють механізм фразової відповідності, на основі якої, видають знайдену інформацію з бази за ключовими словами.

Дуже важливим напрямком сьогодні є цифрове розпізнавання мови. Чудовим при-кладом є хмарний персональний помічник і питально-відповідна система Siri (Speech Interpretation and Recognition Interface), яка управляє телефоном або ноутбуком, розпізна-ючи голосові команди.

Що зараз реально можуть чат-боти?Один з напрямків - бізнес. Боти збирають

багато особистих даних про нас, як користува-чів. Наприклад, браузер Гугл точно знає, де ви живете, де працюєте, о котрій прокидаєтесь, які запити гуглите, що купуєте, рівень доходу, сімейний стан і багато іншого. Все цю інфор-мацію він продає бізнесу, не називаючи вашого імені, але групує за співпадаючими ознаками. Хороший маркетолог, який знає свого клі-єнта, покаже вам рекламу в потрібний час, в потрібному місці. З одного боку, вам потрібен цей товар або послуга, адже штучний інте-лект майже не помиляється, але з іншого боку, моральної, можливо Вам не хотілося б бачити «це» в смартфоні кожен день.

Судячи з активності інтернет-користувачів, чат-боти як і раніше залишаються ключовим трендом у сфері персональних і бізнес-комуні-каційних технологій.

Згідно з дослідженням, проведеним Facebook IQ, активність обговорення чат-бо-тів в період з січня 2017 по січень 2018 року зросла в 5,6 разів. За даними фахівців програм-ного забезпечення, в даний час тільки в FB працює понад 100 тис ботів, які створені для зв’язку бізнесу з споживачами товарів і послуг.

Як фахівець в області штучного інтелекту і маркетингу, пропоную кілька порад:

– вивчайте ті алгоритми, які помічаєте – випадковостей не буває;

– намагайтеся не давати багато доступу Вашому смартфону: скачаним додаткам до контактів і геолокації;

– використовуйте софт (програмне забез-печення) для блокування рекламних банерів.

Використання штучного інтелекту в чат-ботах сьогодні підвищує рівень ком-форту, швидкості, точності вирішення питання користувача. І не варто забувати, що після пер-шого знайомства буде швидше за все друге, а значить, він ще більше буде дізнаватися про вас, піклуватиметься про комфорт, продовжу-ватиме збирати дані, і ніхто не знає, як вони будуть використані в майбутньому.

24



А. Соколенко, В. Поддубный, И. МаксименкоНациональный университет пищевых технологий, г. Киев

Перспективы использования энергоимпульсных технологий в пищевой промышленности

Информация о перспективах использования энергоимпульсных технологий, основанных на создании и накоплении энергетических потенциалов в форме растворенных во влагосодержа-щих средах сырьевых потоков газов или тепловых потенциалов, реализация которых достига-ется резким снижением давлений в обрабатываемых системах.

Переработка сырья растительного про-исхождения сопровождается совокуп-

ностями значительных количеств процессов, заданием которых есть поступательное прев-ращение исходных материальных потоков в полуфабрикаты и готовую продукцию. Наз-ванные материальные потоки одновременно являются носителями химической энергии, которая в конечном результате должна быть представлена в готовой продукции с макси-мальной энергетической ценностью. Вместе с тем задание минимизации себестоимости про-дукции тесно связано з повышением выхода, снижением удельных энергетических и мате-риальных затрат, повышением уровня утили-зации, рекуперацией энергетических потоков, интенсивностью проведения процессов.

Результативность тепловых и массообмен-ных процессов в значительной мере опреде-ляется движущими факторами, накоплениями энергетических потенциалов, возможностями быстротечных изменений концентрационных показателей и пр.

Значительным достижением в области энергомассообменных процессов принято считать дискретно-импульсные технологии, используемые в разных отраслях перераба-тывающей промышленности. Их характерной особенностью есть введение обрабатываемых сред в метастабильное состояние с возмож-ностью быстрого изменения энергетического потенциала с реализацией значительных мощ-ностей энергетических потоков. В классиче-ском использовании дискретно-импульсные технологии касаются тепловых процессов,

на основе которых рабочие среды вводятся в перегретое состояние резким снижением дав-ления и в режим адиабатного вскипания.

Авторы этой статьи разработали аналог дискретно-импульсной технологии, в котором энергетический потенциал создается раство-ренным дисксидом углерода в приложении к перерабатываемым средам с высокой влаж-ностью. Суть метода сводится к двум стадиям. На первой из них среда насыщается диокси-дом углерода, а на второй – осуществляется резкое вакуумирование среды. Эта технология отнесена к нескольким патентам Украины на изобретения. Один из них описывает систему получения диффузионного сока со следующей формулой изобретения: «Система для получе-ния диффузионного сока, состоящая из свекло-резки, транспортной системы, ошпаривателя и диффузионного аппарата, которая отлича-ется тем, что на участке между свеклорезкой и ошпаривателем последовательно установлено сатуратор с двумя шлюзовыми затворами и вакуумную камеру с двумя шлюзовыми затво-рами, а объемы вакуумной камеры и сатура-тора по газовой фазе соединены между собой магистралью с вакуумным насосом».

Система (рис. 1) работает следующим обра-зом. Свекловичная стружка из свеклорезки 1 транспортной системой 2 подается в сатура-тор 3, в котором осуществляется ее насыщение диоксидом углерода. Насыщенная СО2 стружка подается в вакуумную камеру 5, в которой про-исходит интенсивное выделение сатурацион-ного газа из клеток свекловичной стружки с разрывом ее клеточных оболочек. Выделен-



ный из стружки СО2 по магистрали вакуумным насосом 7 возвращается в сатуратор 4, ком-пенсируя его потери, а шлюзовые затворы 4 и 6 обеспечивают герметизацию внутренних объемов сатуратора и вакуумной камеры. Све-кловичная стружка подается в ошпариватель 8, в котором осуществляется ее тепловая обра-ботка с целью дополнительных разрушений оболочек и клеток, и, далее, – в диффузион-ный аппарат 9, в котором происходит процесс экстракции. В последующем диффузионный сок передается на следующие технологиче-ские операции.

По запросу Киевского завода шампан-ских вин усовершенствована система получе-ния виноградного сусла с целью увеличения выхода в условиях необходимости ограниче-ния давления прессования, что обусловлено требованиями технологии. Реконструкция осу-ществлялась на основе действующей класси-ческой системы (рис. 2), в состав которой вхо-

дят гребнеотделительная машина 1, насос 2 и пресс 6. Система была дополнена эжекто-ром 3, реактором 4 з шлюзовым затвором 5 и бал-лоном 7 с диоксидом углерода.

Работа установки осуществлялась следую-щим образом. Виноград непрерывным пото-ком подается в гребнеотделительную машину, из которой сокоягодная смесь подается в цен-тробежный насос. Создаваемый насосом поток подается в эжекционный массообменный аппарат 3, спроектированный с учетом осо-бенностей рабочей среды. Камера разреже-ния эжектора сообщается с вакуумной каме-рой в верхней зоне реактора, осуществляется отбор СО2 и его смешивание с потоком соко-ягодной смеси в камере смешивания эжек-тора. При давлении 0,3…0,4 МПа, создаваемом в системе, осуществляется насыщение жид-костной среды и ее составляющих на участке транспортирования. В насыщенном состоянии среда разбрызгивается в верхней зоне вакуум-

Рис. 1. Система для получения диффузионного сока

26



мированного реактора, и мгновенное падение давления приводит к разрушению межкле-точных и клеточных структур выделяющимся газом с мощностью энергетического перехода в несколько кВт на литр среды. Последнее определяет эффективность такой обработки и выход сусла после прессования с ограничен-ным давлением.

Промышленная проверка этого способа была осуществлена на весь цикл производства виноматериалов, вплоть до производства шам-панского и подтвердила правильность теоре-тических положений.

Использование внутренних энергетиче-ских потенциалов обрабатываемых сред нашло отражение в способе получения соков при переработке плодов и ягод (патент Украины 84986) кловичной стружки к диффузионному

Рис. 2. Схема получения виноградного сусла на заводе первичного виноделия

процессу (патент Украины 83132), устрой-стве бродильного аппарата (патент Украины 107407) и других технологиях.

Разработанные технологии импульсных воздействий на основе внутренних энерге-тических потенциалов обрабатываемых сред характеризуются значительными мощно-стями и результатами влияний. Реализация последних достигается комбинациями нако-пления потенциалов и резким переводом сред в метастабильное состояние с последующим переходом к новому равновесному состоянию. При этом роль энергоносителя играет теплота обрабатываемых сред или растворенный в них диоксид углерода. Важно, что реакция сред на возмущение в форме снижения давления каса-ется их полного объема.


ВІДНОВЛЮВА ЛЬНА ЕНЕРГЕ ТИК А

Ю. Шафаренко

Реалізації державної політики у відновлюваній енергетиці

Україна обрала шлях до сталого енерге-тичного розвитку як невід’ємної скла-

дової зміцнення економіки та підвищення добробуту суспільства.

Відповідно до Національного плану дій щодо відновлюваної енергетики до 2020 року поставлена мета досягти частки віднов-люваної енергії у розмірі 11% у кінцевому енергоспоживанні.

Окрім того, минулого року ухвалено Енер-гетичну Стратегію України на період до 2035 року та визначено мету досягти 25% віднов-люваних джерел енергії (ВДЕ) в енергетич-ному балансі країни.

Для досягнення цієї мети необхідно до 2035 року залучити близько 30 млрд. євро інвестицій.

Фактичні досягненняУ 2017 р. споживання газу бюджетним уста-

новами, теплокомуненерго та населенням у порівнянні з 2014 роком зменшилося на 6 млрд м3 газу в рік (рис. 1).

Це означає, що понад 1,2 млрд євро у рік не витрачено із валютних резервів України на закупівлю імпортного газу.

За відповідний період відбулось зменшення споживання газу по категоріям:

• населення – на 24% (з 15 млрд м3 до 11 млрд м3),

• ТКЕ – на 22% (з 8,4 млрд м3 до 6,6 млрд м3),• бюджет – на 25% (з 0,66 млрд м3 до

0,5 млрд м3).Таких результатів вдалося досягти завдяки

адміністративним та стимулюючим заходам, у

Рис. 1. Динаміка зменшення споживання природного газу і розвиток ВДЕ

28



тому числі, удосконаленню законодавчої бази, популярній Урядовій програмі «теплих креди-тів» та збільшенню використання відновлю-ваних джерел енергії і альтернативних видів палива.

Так, у період з 2014 р. по ІІІ кв. 2018 р. вста-новлено понад 2000 МВт нових потужностей, що генерують тепло з відновлюваних джерел енергії. У ці нові об’єкти залучено більше 460 млн євро інвестицій.

Важливо, що для стимулювання залучення інвестицій у цю сферу у 2017 р. розроблено та прийнято Закон, який створив прозору та спро-щену систему встановлення тарифів на тепло з альтернативних джерел.

Тобто, якщо інвестор хоче встановити, наприклад, твердопаливну котельню, він отримає гарантований на законодавчому рівні тариф на рівні 90% від тарифу на тепло з газу або у разі його відсутності – на рівні 90% від середньозваженого тарифу на теплову енергію з газу в розрізі регіонів.

Також, поставлено нову ціль: до 2022 р. аль-тернативними видами палива та енергії плану-

ється замістити ще 5 млрд м3 газу в рік у порів-нянні з 2017 роком.

Крім цього, впродовж останніх 4 років забез-печено швидкі темпи встановлення потужнос-тей відновлюваної електроенергетики (рис. 2).

З 1 липня 2015 р. Законом України № 514-VIII внесено зміни до Закону України «Про електроенергетику», які стимулюють розви-ток відновлюваної енергетики в Україні.

Загалом з початку 2015 р. по ІІІ квартал 2018 р. в секторі відновлюваної електроенер-гетики «зелений» тариф отримали 958 МВт потужностей, з них:

– у 2015 р. – 32 МВт;– у 2016 р. – 136 МВт;– у 2017 р. – 291 МВт;– за 9 місяців 2018 р. майже у 2 разів більш

ніж за весь 2017 рік – 499 МВт.У будівництво цих потужностей бізнесом

інвестовано близько 910 млн євро.Також перспективним в Україні є встанов-

лення біогазових потужностей. Станом на 01.10.2018 в Україні вже працює

31 біогазовий комплекс загальною потужністю

Рис. 2. Динаміка встановлення потужностей ВДЕ



45 МВт, що виробляє електроенергію за «зеле-ним» тарифом.

З них 10 об’єктів (11 МВт) введено протя-гом 9 місяців 2018 р., де:

• 6 об’єктів працюють на біогазі з полігонів твердих побутових відходів (5 МВт);

• 4 об’єкти – на агровідходах (6 МВт). Загалом, протягом 2017 – 2018 рр. вве-

дено більше половини (25 МВт) всіх електрич-них потужностей з біогазу та інвестовано при цьому близько 40 млн євро.

Встановлення біогазових установок на полігонах вирішує кілька важливих питань:

– генерація «чистої» енергії зі сміття;– зменшення обсягів сміттєзвалищ;– мінімізація пожеж на звалищах;– покращення екологічної ситуації.Водночас в Україні все більш популярними

стають сонячні електростанції для приватних домогосподарств.

Так, на початок 2015 р. встановлено лише 21 СЕС приватних домогосподарств,

– на кінець 2015 р. їх кількість склала 244; – на кінець 2016 р. – майже 1200; – на кінець 2017 р. – більше 3000;

– на 01.11.2018 – більше 6000.Загальна потужність СЕС домогосподарств

(рис. 3) на сьогодні склала 121 МВт. Починаючи з 2015 р., на встановлення

сонячних електростанцій приватними домо-господарствами інвестовано близько 120 млн євро.

Стимулом до переходу на «чисту» енергію є не лише бажання родин стати більш енер-гонезалежними, а й можливість заробити на продажі надлишку електроенергії в мережу за «зеленим» тарифом розміром 18,09 євроцен-тів/кВт∙год. В Україні налічується 6,5 млн при-ватних домогосподарств.

Також в регіонах діють програми частко-вої компенсації сім’ям витрат на встановлення приватних сонячних електростанцій.

Такі програми впроваджують:– 4 області (Житомирська, Тернопільська,

Вінницька та Львівська), – 2 міста (Хмельницький і Броди).Якщо підсумувати, то за останні 4 роки у

розвиток відновлюваної енергетики в Укра-їні залучено понад 1,4 млрд євро «зелених» інвестицій.

Рис. 3. Зріст кількості СЕС приватних домогосподарств

30



Все це говорить про те, що держава запро-понувала дієві ефективні стимули (прив’яза-ний до курсу євро «зелений» тариф, стимулю-ючий тариф на тепло «не з газу» тощо).

У цю сферу продовжують заходити нові інвестори, зокрема, з Норвегії, Туреччини, Китаю та інших країн.

Щоб підтримати бізнес під час підготовки «зелених» проектів, МЗС Фінляндії, НЕФКО та Держенергоефективності заснували Фін-сько-український трастовий фонд для фінан-сування розробки якісних техніко-економіч-них обґрунтувань для «зелених» проектів.

Крім цього, зважаючи на світову практику, Україна має намір впровадити систему аукціо-нів, яка дозволить забезпечити прозору конку-ренцію між інвесторами та встановити реальну ринкову ціну на електроенергію з відновлюва-них джерел.

Керівні принципи запровадження аукціонів• підтримка розвитку відновлюваної

енергетики;• забезпечення виконання стратегічних

цілей у сфері ВДЕ;• забезпечення впровадження проектів за

найнижчу вартість та найбільшу ефективність;• прозорість та передбачуваність прове-

дення аукціонів;• покращення інвестиційного клімату

країни.Абревіатура РРА (рис. 4) розшифрову-

ється як договор купівлі-продажу електричної енергії

Ще один важливий напрям, на розвиток якого потрібно звернути особливу увагу – це стимулювання енергетичної утилізації сміття.

Як відомо, в Україні щорічно генерується близько 10 млн тон сміття, з яких майже 94%

Рис. 4. Керівні принципи запровадження аукціонів



вивозиться на полігони. В той же час у Швеції на полігони потрапляє лише 1% сміття, а 99% переробляється. Додатково Швеція імпортує 800 тис тон відходів у рік.

Якщо в Україні використати весь потенціал виробництва електроенергії та тепла із сміття, то можна заміщувати в еквіваленті до 1 млрд м3 газу на рік.

Тому Держенергоефективності спільно з експертами КМДА, НКРЕКП, компаній «Suez»

Рис. 5. Переробка сміття

і «Veolia» вже розробило концепцію стимулю-вання виробництва енергії із сміття в Україні.

Україна продовжує розвивати відновлю-вану енергетику, адже «зелені» проекти – це шлях до:

• енергонезалежності,• економічного процвітання,• збільшення робочих місць,• добробуту населення,• заможної України!

Грант на винахідницьку розробку

Про державне стимулювання створення і використання винаходів (корисних моделей) та промислових зразків. Винахідники з усієї України можуть поборотися за 100 млн грн.

Міністерство економічного розвитку відкрило конкурсний відбір на отримання держгрантів на винаходи на суму 100 мільйонів гривень.

Взяти участь можуть як компанії/організації, так і окремі вчені-новатори.Як повідомляє прес-служба Мінекономрозвитку, оцінювати проекти будуть

за різними критеріями, такими як: “новизна”, “ступінь готовності до комерцій-ного впровадження”, “соціальна або ринкова доцільність”, “наявність право-охоронних документів”, “строк впровадження” та інше.

“Прийом заявок стартує 1 січня 2019 року. Це перший етап конкурсного від-бору, коли винахідник – фізична або юридична особа може надіслати свою заявку на участь у конкурсі та позмагатися за один з державних грантів у роз-мірі до 500 тисяч гривень кожен. Ми очікуємо заявок на винаходи, ноу-хау, інші результати інтелектуальної та творчої діяльності, які потім ляжуть в основу біз-нес-моделі для втілення на практиці”, — розповів під час засідання конкурс-ного відбору, міністр економічного розвитку Степан Кубів.

Всі проекти які переможуть, отримають грошову допомогу від держави. Закупівля послуг буде проходити через публічну платформу “ProZorro”. Кон-курс триватиме до 30 вересня 2019 року.

Відправити заявку на участь в конкурсі можна на офіційному сайті міністер-ства:

www.sfi i.gov.ua/uk/submit-invention/Редакція журналу запрошує науковців, винахідників і всіх творчих людей

прийняти участь у цьому конкурсі, бо це дійсно вперше за роки існування дер-жави, що пров’язано з фінансовою підтримкою винахідництва в Україні.

Будемо вдячні всім, якщо разом з подачею заявки на участь в конкурсі ви направите копію на нашу адресу, бо журнал буде супроводжувати процес кон-курсного відбору винаходів на протязі 2019 року.

Documents

VIR 5 2018 rev 0vir.uan.ua/archives/2018/5-2018.pdf · 2019. 3. 18. · ВИНАХІДНИК І РАЦІОНАЛІЗАТОР № 5 2018 3 НОВИНИ НАУКИ І ТЕХНІКИ